(57)【要約】【課題】支持プレートが弁体の突部と接触して折損することを防止する。【解決手段】支持プレート１２７は、外周部がバルブボディ１０１の内壁に止着され、内周部に相当するプレートゴム２０３が移動ストローク域内で移動することにより、片振りとなって動作する。支持プレート１２７の外周部における前記止着位置Ｐ１は、上記移動ストローク域よりも、弁体１２９の移動方向においてガス噴射孔１３７側となっている。このために、止着位置Ｐ１から弁体１２９のフランジ部１２９ｂまでの距離Ｌが大きく設定できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体用制御弁であって、
筒状で、かつ一端部に流体流出孔を有するバルブボディと、
前記バルブボディ内で移動して前記流体流出孔を開閉するとともに、移動方向と直交する方向に突出する突部を備える弁体と、
前記流体流出孔を閉じる方向に前記弁体を付勢する付勢部と、
前記付勢部の付勢力に抗して前記流体流出孔を開く方向に前記弁体を移動させる電磁力を発生する電磁力発生部と、
前記バルブボディ内に配置され、前記突部と当接することで前記弁体の全開位置を規定する全開位置規定部材と、
中央に貫通孔を設けることで外周部と内周部を備え、前記バルブボディの内壁に前記外周部が止着され、前記弁体における前記突部より前記流体流出孔側の所定部位に対して前記内周部が当接されることで、前記弁体を移動可能に支持する支持プレートと
を有し、
前記外周部における前記内壁への止着位置は、前記弁体の移動に伴う前記所定部位の移動ストローク域よりも、前記弁体の移動方向において前記流体流出孔側であることを特徴とする流体用制御弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体、例えば水素ガスを供給する流体供給系に用いられる流体用制御弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、上記流体用制御弁は、筒状のバルブボディ内に配置された弁体を電磁力によって軸方向に直線状に移動させることによって流体噴射孔を開閉するよう構成されている。弁体は、弁体の移動方向と直交する方向に突出する突部を備え、この突部がストッパに当接することで、全開位置が規定される（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１８２３７７号公報
【０００４】
しかしながら、支持プレートを備える従来の流体用制御弁では、作動することによって弾性部材が徐々に変形して潰れていくと、支持プレートと弁体の突部とが接触して支持プレートが折損する虞があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、支持プレートが弁体の突部と接触して折損することを防止することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【０００７】
［適用例１］  流体用制御弁であって、
筒状で、かつ一端部に流体流出孔を有するバルブボディと、
前記バルブボディ内で移動して前記流体流出孔を開閉するとともに、移動方向と直交する方向に突出する突部を備える弁体と、
前記流体流出孔を閉じる方向に前記弁体を付勢する付勢部と、
前記付勢部の付勢力に抗して前記流体流出孔を開く方向に前記弁体を移動させる電磁力を発生する電磁力発生部と、
前記バルブボディ内に配置され、前記突部と当接することで前記弁体の全開位置を規定する全開位置規定部材と、
中央に貫通孔を設けることで外周部と内周部を備え、前記バルブボディの内壁に前記外周部が止着され、前記弁体における前記突部より前記流体流出孔側の所定部位に対して前記内周部が当接されることで、前記弁体を移動可能に支持する支持プレートと
を有し、
前記外周部における前記内壁への止着位置は、前記弁体の移動に伴う前記所定部位の移動ストローク域よりも、前記弁体の移動方向において前記流体流出孔側であることを特徴とする流体用制御弁。
【０００８】
適用例１に記載の流体用制御弁によれば、支持プレートは、外周部がバルブボディの内壁に止着され、内周部が移動ストローク域内で移動することにより、片振りとなって動作する。支持プレートの外周部における前記内壁面への止着位置は、上記移動ストローク域よりも、弁体の移動方向において流体流出孔側であることから、支持プレートは弁体の突部から大きく離れる。このために、例え弁体先端が徐々に変形して潰れたとしても、支持プレートは弁体と接触しにくくなる。したがって、支持プレートが弁体の突部と接触して折損することを防止することができる。
【０００９】
本発明は、上記適用例以外の種々の形態で実現可能であり、例えば、本発明の流体用制御弁を備える燃料電池システムとした形態等で実現することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例の流体用制御弁１００の中央付近の断面図である。
【図２】支持プレート１２７の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態につき、図面を参照しつつ、詳細に説明する。本実施の形態に係る流体用制御弁は、燃料電池自動車に搭載されている燃料電池に水素ガスを供給する流体供給系に備えられる流体用制御弁として用いている。
【００１２】
図１は流体用制御弁１００の中央付近の断面図である。図示するように、流体用制御弁１００は、円筒状のバルブボディ１０１を有する。バルブボディ１０１は、互いに嵌め合い接合された筒状部材からなるアッパボディ１０３とロアボディ１０５とから構成される。アッパボディ１０３内の中央部には、ほぼ円筒状のコア１０７が挿入配置されている。コア１０７は磁性材からなり、ロアボディ１０５との間に非磁性材からなる鍔付リング１０９が配置されている。またロアボディ１０５の先端部（コア１０７と反対側）には、バルブシート１３１が配置されている。
【００１３】
アッパボディ１０３とコア１０７の間には、ほぼ円筒状のボビン１１１が配置されている。ボビン１１１は合成樹脂等の電気絶縁材からなり、ソレノイドコイル１１３が多層状に巻かれている。ソレノイドコイル１１３に対する通電およびその解除がなされることで、電磁力が発生および消滅する。ボビン１１１およびソレノイドコイル１１３は、本発明における「電磁力発生部」に対応する。ソレノイドコイル１１３の通電によって生ずる電磁力は、弁体１２９をバルブシート１３１の座面１３５ａから離間させる。すなわち、上記電磁力は弁体１２９を、ガス噴射孔１３７から離間する方向に作用する。
【００１４】
ロアボディ１０５の円形断面の筒孔１０５ｃ内には、ストッパ１２１、カラー１２３、支持プレート１２７、リング１２５およびバルブシート１３１が順次組み付けられている。
【００１５】
ストッパ１２１は、リング状に形成され、ロアボディ１０５の筒孔１０５ｃに嵌め込まれ、ロアボディ１０５の筒孔１０５ｃの内径方向に突出された内側フランジ部１０５ａに当接される。カラー１２３は、例えばステンレス材からなり、リング状に形成されており、ロアボディ１０５の筒孔１０５ｃに嵌め込まれ、一端がストッパ１２１の外周側の側面と当接され、他端が支持プレート１２７に当接される。リング１２５は、例えばステンレス材からなり、リング状に形成され、ロアボディ１０５内に嵌め込まれ、支持プレート１２７の外周側の側面と当接される。
【００１６】
バルブシート１３１は、円形断面のガイド孔１３３ａを有するシートボディ１３３と、軸中心部にガス噴射孔１３７を有するシート１３５とから構成されている。ガス噴射孔１３７は、本発明における「流体流出孔」に対応する。シート１３５の上面に上記座面１３５ａが形成される。
【００１７】
シートボディ１３３がロアボディ１０５の筒孔１０５ｃ内に圧入嵌合される際、リング１２５が押圧される。これにより、リング１２５、カラー１２３、支持プレート１２７の外周部およびストッパ１２１が順次押圧され、ロアボディ１０５の筒孔１０５ｃの内径方向に突出する内側フランジ部１０５ａに加圧される。すなわち、ロアボディ１０５の筒孔１０５ｃに配置されるリング１２５、カラー１２３、支持プレート１２７およびストッパ１２１は、ロアボディ１０５の筒孔１０５ｃ内に圧入されたシートボディ１３３によってロアボディ１０５に固定される構成とされる。
【００１８】
弁体１２９は、磁性材である電磁ステンレス材からなり、コア１０７とほぼ同様の断面形状をなす円筒形状の主部１２９ａと、その主部１２９ａの下流側（ロアボディ１０５側）の外周に張り出す（すなわち、弁体１２９の移動方向と直交する方向に突出する）フランジ部１２９ｂと、主部１２９ａ先端に突出する円板形状のバルブ部１２９ｃとを有する。ソレノイドコイル１１３の通電によって発生する電磁力によって弁体１２９がガス噴射孔１３７を開く方向へと移動されたとき、ストッパ１２１がフランジ部１２９ｂの背面と当接することで、それ以上の移動を規制する。すなわち、ストッパ１２１は、弁体１２９の全開位置を規定する「全開位置規定部材」を構成している。フランジ部１２９ｂは、本発明における「突部」に対応する。
【００１９】
弁体１２９は、コア１０７内に配置されたコイルバネ１４１によってガス噴射孔１３７を閉じる方向に付勢され、ソレノイドコイル１１３の通電が解除されているときには、バルブ部１２９ｃがシート１３５の座面１３５ａに押し付けられた閉弁状態に置かれる。コイルバネ１４１は、本発明における「付勢部」に対応する。なおコイルバネ１４１は、一端が弁体１２９に当接され、他端はコア１０７に当接される。
【００２０】
バルブ部１２９ｃの前面は、シート１３５の座面１３５ａと面接触可能な接触面とされ、この接触面には、弾性を有する環状のシール部材１４０が嵌着されている。またバルブ部１２９ｃには、主部１２９ａの中空部１２９ｄと連通するとともに径方向に放射状に延びる、例えば６本の貫通孔１２９ｈが周方向に６０度の等間隔で形成されている。中空部１２９ｄと貫通孔１２９ｈとによって弁体１２９のガス通路が構成される。
【００２１】
水素ガスは、コア１０７の中空部１０７ａを経て弁体１２９の中空部１２９ｄへと導かれる。弁体１２９が閉弁状態に置かれているとき、水素ガスは、弁体１２９の中空部１２９ｄから６個の貫通孔１２９ｈを通り、弁体１２９の外周領域とロアボディ１０５の内周面との間の空間部１５１に達している。上記の各中空部１０７ａ，１２９ｄ、貫通孔１２９ｈおよび空間部１５１によって水素ガスの流路が構成される。
【００２２】
図２は、支持プレート１２７の平面図である。支持プレート１２７は、中央部に円形の貫通孔２０１ａを有する円板状のプレート本体２０１と、プレート本体２０１の内周部に嵌着されたプレートゴム２０３とを備える。プレート本体２０１は、例えば析出硬化系ステンレスからなり、複数の流体用貫通孔２０１ｂを有する。支持プレート１２７は、板ばねとして機能する。
【００２３】
図１に戻って、支持プレート１２７は、上述したように、その外周部の側面がカラー１２３とリング１２５に挟持されてロアボディ１０５側に止着されている。この止着された外周部の側面が、本発明における「外周部」に対応する。すなわち、この外周部がバルブボディ１０１の内壁に止着される構成となっている。そして、支持プレート１２７の内周部に相当するプレートゴム２０３は、弁体１２９の所定部位に当接される。このプレートゴム２０３が、本発明における「内周部」に対応する。上記所定部位は、弁体１２９のフランジ部１２９ｂの下面（すなわち、ガス噴射孔１３７側に）の位置である。すなわち、プレートゴム２０３の復元力によって弁体１２９の上記所定部位に突き当たった状態に接触（すなわち、当接）させることで、プレートゴム２０３は弁体１２９に取り付けられている。かくして、弁体１２９の外周面がロアボディ１０５の内周面等に非接触状態で、かつフローティング状態で支持し、弁体１２９がバルブシート１３１のガス噴射孔１３７を開閉するべく軸方向に移動されるとき、支持プレート１２７が同方向に弾性変形することで弁体１２９の開弁動作を許容する。
【００２４】
弁体１２９とシート１３５がコイルバネ１４１によって閉弁状態に置かれるとき、支持プレート１２７は、開き方向に付勢力が作用することにより、弁体１２９と支持プレート１２７とは常時に接触状態が維持される。支持プレート１２７の付勢力は、コイルバネ１４１の付勢力に比べてはるかに小さく、コイルバネ１４１による弁体１２９の閉弁動作を損なうものではない。
【００２５】
本実施例では、さらに、支持プレート１２７の断面形状は、上記止着された部分である外周部に対して、プレートゴム２０３側、すなわち内周部側が上流方向（ガス噴射孔１３７と反対の方向）に隆起した形状となっている。そうして、外周部の止着位置Ｐ１は、プレートゴム２０３の弁体１２９への当接部位（前述した「所定部位」）よりも、弁体１２９の移動方向において下流（ガス噴射孔１３７の方向）となっている。上記当接部位は、弁体１２９の移動に伴って所定の範囲で移動する。この所定の範囲が本発明における「所定部位の移動ストローク域」に対応するが、この範囲よりも、外周部の止着位置Ｐ１は、弁体１２９の移動方向において常に上流（ガス噴射孔１３７の方向）となるように構成されている。
【００２６】
以上のように構成された本実施例の流体用制御弁１００によれば、支持プレート１２７のプレート本体２０１は、外周部がバルブボディ１０１の内壁に止着され、内周部に相当するプレートゴム２０３が移動ストローク域内で移動することにより、支持プレート１２７の止着位置Ｐ１より上流での移動となる片振りとなって動作する。支持プレートの外周部における前記止着位置Ｐ１は、上記移動ストローク域よりも、弁体１２９の移動方向において常にガス噴射孔１３７側であることから、前記止着位置Ｐ１から弁体１２９のフランジ部１２９ｂまでの距離Ｌが大きくなる。
【００２７】
従来、前記止着位置Ｐ１は、弁体１２９の移動方向において上記移動ストローク域に含まれるものであった。このために、上記距離Ｌは小さなものとなっていた。これに対して、本実施例では、距離Ｌが大きい。このために、例えバルブ部１２９ｃが徐々に変形して潰れたとしても、支持プレート１２７は弁体１２９のフランジ部１２９ｂと接触しにくくなる。したがって、支持プレート１２７が弁体１２９のフランジ部１２９ｂと接触して折損することを防止することができる。
【００２８】
なお、この発明は上記の実施例や変形例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施することが可能である。
【符号の説明】
【００２９】
１００…流体用制御弁
１０１…バルブボディ
１０３…アッパボディ
１０５…ロアボディ
１０５ａ…内側フランジ部
１０５ｃ…筒孔
１０７…コア
１０７ａ…中空部
１０９…鍔付リング
１１１…ボビン
１１３…ソレノイドコイル
１２１…ストッパ
１２３…カラー
１２５…リング
１２７…支持プレート
１２９…弁体
１２９ａ…主部
１２９ｂ…フランジ部
１２９ｃ…バルブ部
１２９ｄ…中空部
１２９ｈ…貫通孔
１３１…バルブシート
１３３…シートボディ
１３３ａ…ガイド孔
１３５…シート
１３５ａ…座面
１３７…ガス噴射孔
１４０…シール部材
１４１…コイルバネ
１５１…空間部
２０１…プレート本体
２０１ａ…貫通孔
２０１ｂ…流体用貫通孔
２０３…プレートゴム
Ｐ１…止着位置
【図１】
2010255810.tif 000003
【図２】
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